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讲仲蒋
6 years ago
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1 第 7 章電晶體的發明, 造就了今日的電子工業, 由此可見電晶體的重要性本章除了針對電晶體的結構符號與各項特性做說明之外, 也對於電晶體幾個常用的放大電路, 作詳細的分析期待學完本章之後, 對電晶體能有一個完整又清晰的概念本章實習時數 : 12 小時 7-1 電晶體的結構與符號認識電晶體的結構與符號瞭解電晶體的基本特性瞭解電晶體的工作特性能正確使用電晶體完成電路功能培養電晶體電路測試與檢修能力 7-2 電晶體的基本特性 7-3 電晶體的工作特性 7-4 電晶體的特性資料 7-5 電晶體放大電路 7-6 電晶體開關電路技能活動學後評量 171

基礎電子實習 7-1 電晶體的結構與符號電晶體共有三端點兩接面, 其中三端點分別為射極 (emitter, 簡稱 E) 基極(base, 簡稱 B) 與集極 (collector, 簡稱 C), 兩接面分別為基 - 射極接面 (B-E 接面 ) 和基 - 集極接面 (B-C 接面 ), 所以電晶體又稱為三極體或雙接合面電晶體 (bipolarjunctiontransistor, 簡稱

2 基礎電子實習 7-1 電晶體的結構與符號電晶體共有三端點兩接面, 其中三端點分別為射極 (emitter, 簡稱 E) 基極(base, 簡稱 B) 與集極 (collector, 簡稱 C), 兩接面分別為基 - 射極接面 (B-E 接面 ) 和基 - 集極接面 (B-C 接面 ), 所以電晶體又稱為三極體或雙接合面電晶體 (bipolarjunctiontransistor, 簡稱 BJT) 因組合的半導體材料不同, 共分 NPN 與 PNP 兩大類, 以 NPN 電晶體為例 : 在 E B C 三極中, 射極負責發射電子, 集極負責收集電子, 至於基極則是控制流過電流大小的端子, 其結構與符號如圖 7-1 所示, 圖中有箭頭的接腳為射極, 再以箭頭方向表示電晶體的類型, 箭頭朝外為 NPN, 箭頭朝內為 PNP (a) NPN (b) PNP 圖 7-1 電晶體的結構與符號在 NPN 電晶體中,N 代表 N 型半導體, 亦即加入五價元素 ( 銻 Sb 砷 As 磷 P) 的半導體 P 則代表 P 型半導體, 亦即加入三價元素 ( 硼 B 鎵 Ga 銦 In) 的半導體在 NPN 電晶體中, 射極為 N 型半導體, 所以其傳送電流的多數載子為電子, 少數載子則為電洞在 PNP 電晶體中, 射極 172

第 7 章為 P 型半導體, 所以其傳送電流的多數載子為電洞, 少數載子則為電子因為電子活動力較佳, 所以 NPN 電晶體的轉換速度較 PNP 電晶體快 7-2 電晶體的基本特性如圖 7-2 所示, 為電晶體各接腳流動電流的方向及名稱, 根據克希荷夫電流定律, 可得電晶體各接腳電流的關係為 : I E =I B +I C 依據 I C 與 I E 的關係和 I C 與 I B

3 第 7 章為 P 型半導體, 所以其傳送電流的多數載子為電洞, 少數載子則為電子因為電子活動力較佳, 所以 NPN 電晶體的轉換速度較 PNP 電晶體快 7-2 電晶體的基本特性如圖 7-2 所示, 為電晶體各接腳流動電流的方向及名稱, 根據克希荷夫電流定律, 可得電晶體各接腳電流的關係為 : I E =I B +I C 依據 I C 與 I E 的關係和 I C 與 I B 的關係, 可定義出與兩個參數如下 : 與 = I C IE ( 共基極電流增益,hfb) = I C ( 共射極電流增益 hfe 或稱順向電流增益 ) IB 互換公式 = 1+, = 1 公式 7-1 (a) NPN (b) PNP 圖 7-2 電晶體各接腳電流的方向及名稱 7-3 電晶體的工作特性電晶體的工作區域依兩接面所加的電壓不同, 可分為三個工作區域, 如表 7-1 所示 173

4 基礎電子實習表 7-1 電晶體的工作特性工作區域飽和區動作區截止區 B-E 接面順向偏壓順向偏壓逆向偏壓 B-C 接面順向偏壓逆向偏壓逆向偏壓 NPN 偏壓接線圖 PNP 偏壓接線圖在飽和區 (saturationregion) 電晶體可視為短路 (V CE =0.2V), 在截止區 (cutoffregion) 電晶體可以視為開路 (V CE =V CC ), 這兩區域的動作類似於開關的 ON 與 OFF, 所以這兩區域的工作方式, 常應用在需要開關動作的電路中在動作區 (activeregion) 電晶體可以完成小信號的線性放大, 至於放大倍數可依據實際需求設計為了讓電晶體能完成小信號的線性放大, 必須提供電晶體接面適當的直流電壓, 這時所加的電壓稱為偏壓 (bias) 加了偏壓之後, 電晶體就可以開始工作, 而這電晶體因偏壓所得到的工作位置, 稱為工作點 ( 即 Q 點 ) 因為輸入信號變化時, 會造成電晶體工作點的位移, 連接這些位移點, 可畫出一條直線, 這條直線稱為負載線綜上所述, 正確的偏壓, 可讓電晶體工作在正確的工作點, 而外加的輸入信號, 會透過這條負載線轉移至輸出為完成所謂的線性放大, 一般會將電晶體的工作點, 設計在電晶體特性曲線的中心如圖 7-3 所示, 為不同位置的工作點所造成的不同輸出情形 174

5 第 7 章 (a) 正確的工作點 (b) 上移的工作點 (c) 下移的工作點圖 7-3 電晶體特性曲線上的工作點 175

6 基礎電子實習 7-4 電晶體的特性資料在使用電晶體之前, 查閱電晶體的特性資料是非常重要的因為不同編號的電晶體, 有時其各項特性會有很大的差異, 有時同一個編號的電晶體, 因為不同的值, 也會造成放大器不同的輸出情形, 有時不同編號的電晶體, 是可以代用的所以讀者在使用電晶體之前, 應先了解電晶體的特性資料, 才不致有誤用的情形如表 7-2 為 2SC1815 的最大額定值及電器特性資料, 圖 7-4 為 2SC1815 的輸入與輸出特性曲線表 7-2 為 2SC1815 的最大額定值及電器特性資料最大額定值 (MaximumRatings,T a =25 C) 特性 Characteristics 符號 Symbol 工作電壓 Rating 單位 Unit Collector-base voltage V 60 V Collector-emitter voltage V 50 V Emitter-base voltage V 5 V Collectorcurrent I C 150 ma Basecurrent I B 50 ma Collectorpowerdissipation P C 400 mw Junctiontemperature T j 125 C Storage temperature range T 55~125 C 電氣特性 (ElectricalCharacteristics,T a =25 C) 特性 Characteristics 符號 symbol 測試條件 TestCondition 最小值 Min 標準值 Typ. 最大值 Max Collectorcut-offcurrent I V CB =60V,I E = A Emittercut-offcurrent I V EB=5V,I C= A 單位 Uint DC current gain h FE1 V CE =6V,I C =2mA h FE2 V CE =6V,I C =150mA Collector-emitter V CEsat I C=100mA,I B=10mA Saturationvoltage Base-emitter VBEsat I C =100mA,I B =10mA V Transitionfrequency f T V CE =10V,I C =1mA MHz 176

7 第 7 章 (a) 輸入特性曲線 (b) 輸出特性曲線圖 7-4 2SC1815 的輸入與輸出特性曲線 7-5 電晶體放大電路電晶體放大電路依電路的組合方式不同, 可分為共射極放大共集極放大共基極放大三種如表 7-3 所示, 為這三種放大電路的電路組合特性的差異與用途 177

8 基礎電子實習表 7-3 三種放大電路的電路組合特性的差異與用途電路電路組態特性共射極放大電路 (CE) 共集極放大電路 (CC) 共基極放大電路 (CB) NPN 電路組合 PNP 電路組合輸入端 V i 基極基極射極輸出端 V o 集極射極集極共用端 COM 射極集極基極輸入阻抗 R i 中 (.r e) 高 (.R E) 低 (r e) 電流增益 A i 大 ( ) 大 (1+ ) 略小於 1( ) 電壓增益 A v 大 ( R C /r e ) 略小於 1(R E /(R E +r e )) 大 (R C /r e) 輸出阻抗 R o 高 (R C) 低 (r e) 高 (R C) 功率增益 A p 最大大大輸出入信號相位關係反相 (180 ) 同相 (0 ) 同相 (0 ) 電路用途電壓與電流放大電流放大與阻抗匹配電壓放大與阻抗匹配備註 :r e = 26mV I E 178

9 第 7 章共射極放大電路如圖 7-5 所示, 為常用的共射極放大電路, 該電路所採的偏壓方式為分壓式偏壓法, 此種偏壓方式所得到的工作點與的變化無關, 所以是目前應用最廣泛的偏壓電路以下即為本電路的各項特性參數分析 : 直流工作點分析 ( 求工作點 ) 圖 7-5 共射極放大電路速解條件判斷 :R E (1+ )>10(R B1 //R B2 ) 成立 V B =V CC R B 2 R B1 +R B2 =12 5.1k 27k+5.1k =1.9(V) V E =V B V BE =1.9V 0.6=1.3(V) I E = 1.3 1k =1.3m(A) = 1+ = =0.99 I C = I E = m 1.287m(A) 依據克希荷夫電壓定律 (KVL) 得輸出迴路方程式 V CC =I C R C +V CE +I E R E 所以 V CE =V CC I C R C I E R E = m 4.7k 1.3m 1k = =4.66(V) 179

基礎電子實習工作點 :I C =1.287mA,V CE =4.66V 當晶體 =200 時, =0.995 I C = I E =0.995 1.3m 1.29m(A) V CE =12 6.06 1.3=4.

10 基礎電子實習工作點 :I C =1.287mA,V CE =4.66V 當晶體 =200 時, =0.995 I C = I E = m 1.29m(A) V CE = =4.64(V) 比較以上的計算結果可以得知, 此種偏壓方式可使得的變化對工作點的影響很小交流小信號特性分析步驟 1: 將電容器視為短路 ( 原因 : 電容器對於交流信號阻抗很小 ), 如圖 7-6(a) 步驟 2: 電壓源視為短路 ( 原因 : 在做交流分析時, 可根據重疊定理可將其餘電壓源視為短路 ), 如圖 7-6(b) 步驟 3: 畫出電晶體的交流小信號電路, 如圖 7-6(c) 所示, 注意圖中交流部分的各項參數均以小寫英文表示 (a) (b) (c) 180 圖 7-6 共射極交流小信號電路

11 第 7 章步驟 4: 利用直流分析中所得的射極電流 I E, 可求出以下參數射極交流電阻器 r e = 26mV I E = =20 基極交流電阻器 r b = (1+ )r e = =2020 步驟 5: 共射極放大電路的各項特性參數計算輸入阻抗 R i '=r b =2020 R i = v i i i =R B1 //R B2 //R i '=27k//5.1k//2.02k 1.38k( ) R BB 電流增益 A i = i o = i c. i b =. ii i b ii R BB +R i ' =100 =68( 倍 ) 電壓增益 A v = v o v i = 或 A v = i o.r c i i.r i = = 233( 倍 ) R C R i '/ 輸出阻抗 R o =R C =4.7k( ) R C r e = i c.r c i b.r i ' =. R c R i ' 4.7k 20 = 235( 倍 ) = 100 若將圖 7-6 電路中的 C 3 取消, 則其交流小信號電路, 將變成圖 7-7 圖 7-7 含 R E 的交流小信號電路利用前面所求出的射極交流電阻器 r e 和基極交流電阻器 r b, 可求得含射極電阻器 R E 的共射極放大電路各項特性參數如下 : 輸入阻抗 R i ' =(R E +r e )(1+ )=(1k+20) k( ) R i = v i i i =27k//5.1k//100k=4.1k( ) 181

12 基礎電子實習 R BB 電流增益 A i = i o = i c. i b =. i i i b i i R BB +R i ' 4.11( 倍 ) 電壓增益 A v = v o = i o.r c = i o.r c = v i i i.r i i b.r i ' 或 A v = = 4.7( 倍 ) R c R i '/ 輸出阻抗 R o =R c =4.7k( ) R c R E = = k 4.29k+100k R c R i ' 4.7k 1k = 4.7( 倍 ) = k 100k 比較含 R E 的共射極放大電路與不含 R E 的共射極放大電路各項參數可知,R E 電阻器會使電壓增益降低, 但是電路中的各項特性參數, 較不受電晶體值的影響, 所以各項特性參數相對比較穩定為改善增益大幅下降的缺點, 所以實用上常在 R E 電阻器兩端並聯上電容器, 如此可以在不影響電晶體工作偏壓的情形下, 降低 R E 電阻器兩端的阻抗, 使得電壓增益回升, 當然這必須損失一些電路的穩定度共集極放大電路數分析如圖 7-8 所示, 為的共集極放大電路以下即為本電路的各項特性參直流工作點分析 ( 求工作點 ) 圖 7-8 共集極放大電路 V B =V CC. R B 2 =12 33k R B1.R B2 27k+33k =6.6(V) 182

13 第 7 章 V E =V E V BE = =6(V) I E = V E R E = 6 1k =6m(A) 由 KVL 得輸出迴路方程式 V CC =V CE +I E R E V CE =V CC I E R E V CE =12 6m 1k=6(V) 工作點 :I E =6mA,V CE =6V 交流小信號特性分析步驟 1: 將電容器視為短路, 可得如圖 7-9(a) 步驟 2: 電壓源視為短路, 可得如圖 7-9(b) 步驟 3: 畫出電晶體的交流小信號電路, 如圖 7-9(c) 所示 (a) (b) (c) 圖 7-9 共集極交流小信號電路 183

14 基礎電子實習步驟 4: 利用直流分析中所得的射極電流 I E 可求出以下參數射極交流電阻器 r e = 26mV 6mA =4.3 基極交流電阻器 r b =(1+ )r e =434( ) 步驟 5: 共集極放大電路的各項特性參數計算輸入阻抗 R i ' =(1+ )(r e +R E )= =101.4k( ) R i = v i i i =R B1 //R B2 //R i ' =27k//33k//101.4k=13k( ) 電流增益 A i = i o = i e = i e. i b =(1+ ). R BB ii i i i b ii R BB +R i ' =101 =13( 倍 ) 14.85k 14.85k k 電壓增益 A v = v o = i e.r E = i e.r E v i i i.r i i b.r i ' =(1+ ) R E R i ' R 或 A v = E R ' i / 1+ = R E 1k = r e +R E 4.3+1k 1 輸出阻抗 R o =r e //R E r e =4.3( ) =101 1k 101.4k 1 由上面的計算得知, 共集極放大電路的電壓增益接近 1, 亦即輸出等於輸入, 所以又稱為射極隨耦器共集極放大電路雖然不具電壓增益, 但是高輸入阻抗與低輸出阻抗, 是此電路的重要特徵, 對於輸入電流的放大也是電路的運用重點之一, 因此為得到大的電流增益, 常用電晶體疊接的方式形成電流放大電路, 此種方式的電路, 稱為達令頓對如圖 7-10 所示為四種常見的組合方式如圖 7-11 所示, 為達令頓電路此電路可產生極大的電流增益, 其電流增益約為

15 第 7 章小功率 NPN+ 大功率 NPN=NPN 達令頓對小功率 NPN+ 大功率 PNP=NPN 達令頓對小功率 PNP+ 大功率 PNP=PNP 達令頓對小功率 PNP+ 大功率 NPN=PNP 達令頓對圖 7-10 雙電晶體組成的達令頓電路圖 7-11 達令頓電路直流分析由 KVL 得輸入迴路方程式 V CC =I B1 R B +V BE1 +V BE2 +I E2 R E 因 I E2 =(1+ 2 )I B2 =(1+ 2 )I E1 =(1+ 2 )(1+ 1 )I B1 1 2 I B1 185

16 基礎電子實習所以 V CC =I B1 R B +2V BE I B1 R E I B1 = V CC 2V BE = R B R E 500k+500k =10.8 =10.6 (A) 1M I E1 = 1.I B1 = m(A) I E2 = 2.I B2 =50 1m 50m(A) 交流分析 r e 26mV 50mA =0.52 ( 達令頓對的整體交流射極電阻器 ) R i ' 1 2 R E = =50k( ) R i R B //R i ' =500k//50k=45k( ) A v = v o R E 10 v i r e +R E A i '= I E 2 I B A i = I E 2 I i = I E 2 I B1 I B 1 I i =A i ' R o =r e //R E r e =0.52( ) R B R B +R i ' = k 500k+50k 4500 共基極放大電路分析如圖 7-12 所示, 為共基極放大電路, 以下即為本電路的各項特性參數圖 7-12 共基極放大電路直流工作點分析 ( 求工作點 ) V B =V CC R B 2 R B1 +R B2 =12 5.1k 27k+5.1k =1.9(V) V E =V B V BE = =1.3(V) 186 I E = V E R E = 1.3 1k =1.3m(A) I C

17 第 7 章由 KVL 得輸出迴路方程式 V CC =I C R C +V CB +V B V CB =V CC I C R C V B =12 1.3m 3.9k 1.3 =5.6(V) 工作點 :I C =1.3mA,V CB =5.6V 交流小信號特性分析步驟 1: 將電容器視為短路, 如圖 7-13(a) 步驟 2: 電壓源視為短路, 如圖 7-13(b) 步驟 3: 畫出電晶體的交流小信號電路, 如圖 7-13(c) 所示 (a) (b) (C) 圖 7-13 共基極交流小信號電路步驟 4: 利用直流分析中所得的射極電流 I E 可求出以下參數射極交流電阻器 r e = 26mV 1.3mA =20 187

18 基礎電子實習步驟 5: 共基極放大電路的各項特性參數計算輸入阻抗 R i ' =r e =20 電流增益 A i = i o i i = R i = v i i i =R E //r e r e =20 =0.99 電壓增益 A v = v o v i = i o.r C i i.r i = =193( 倍 ) i c i e. i e i i =. 或 A v R C r e 3.9k 20 =195( 倍 ) 輸出阻抗 R o =R C =3.9k( ) R E =. 1k R E +r e 1k+20 i C R C i e.r i ' =. R C = k r e 20 由上面的計算結果得知, 共基極放大電路雖然不具電流增益, 但是仍具電壓增益, 且其低輸入阻抗與高輸出阻抗, 是此電路的重要特徵 7-6 電晶體開關電路電晶體當開關使用時, 只在飽合區與截止區之間來回轉換在飽合區時, 電晶體 CE 之間的內阻 (r CE ) 很低 ( 一般約在 50 之間 ), 在截止區時電晶體的 r CE 很高 ( 一般約在數百 k ), 所以電晶體飽合時, 可視為 ON, 而電晶體截止時, 可視為 OFF 如圖 7-14 即為電晶體開關電路圖 7-14 電晶體開關電路 188

19 第 7 章電晶體開關電路分析如下 : 當 V i =0V 時 I B =0,I C = I B =0 V CE =V CC I C R C =5 0=5V 此時電晶體可視為截止 OFF 當 V i =5V 時 I B = V i V BE R B = k =4.4 A I C = I B = =4.4m(A) I C sat = V CC V CE sat R C = k 0.5mA 因 I C >I C sat 電晶體飽合,V CE 0.2V 所以電晶體可視為導通 ON 理想的開關元件, 其轉換時間應趨近於零以上圖為例, 當 V i 由 0 上升至 5V 時, 電晶體應隨即導通, 使得 V o =0, 而 V i 由 5V 下降至 0V 時, 電晶體亦應隨即截止, 使得 V o =5V 但是實際轉換情形, 卻會因零件特性的因素, 而產生延遲的現象如圖 7-15 所示, 可列舉出以下 4 項可能產生延遲的狀況 : 延遲時間 (td):v i 上升開始至 V o 下降到 90% 所歷經的時間下降時間 (tf):v o 由 90% 下降至 10% 所歷經的時間儲存時間 (ts):v i 下降開始至 V o 上升到 10% 所歷經的時間上升時間 (tr):v o 由 10% 上升至 90% 所歷經的時間 189

20 基礎電子實習圖 7-15 信號的延遲狀況 190

21 第 7 章實習材料項次品名規格數量項次品名規格數量 1 小燈泡 12V 1 9 電阻器 4.7k 2 2 小燈泡座 1 10 電阻器 5.1k 2 3 電晶體 2SC 電阻器 10k 2 4 電晶體 2N 電阻器 27k 2 5 可變電阻器 VR100KB 1 13 電阻器 33k 2 6 電阻器電阻器 100k 2 7 電阻器 1k 2 15 電容器 100 F /16V 1 8 電阻器 3.9k 2 16 電容器 10 F /16V 2 實習儀器與設備數位式三用電表電源供應器音頻信號產生器雙軌跡示波器實習項目與步驟 1 共射極放大電路接妥圖 7-5 之電路, 並完成圖 7-16 的儀器配置備註 : 若信號產生器本身有衰減鈕, 則不必加 R S 通上電源 191

22 基礎電子實習圖 7-16 共射極放大電路儀器配置使用三用電表完成下列各點直流電壓量測測試點 V B V C V E 實際測量電壓值理論計算值調整信號產生器, 使輸出為 1kHz,100mVp-p 之正弦波將信號產生器的輸出信號, 由 V i 輸入端接入使用雙軌跡示波器同時測量 V i (CH1) 與 V o (CH2), 調整信號產生器輸出振幅, 使 V o 輸出振幅最大且不失真 ( 波形不變形 ) 紀錄 V i 與 V o 波形, 計算電路增益 A v =V o p p /V i p p = 192

23 第 7 章 V i CH1 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p = V V o CH2 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p = V 2 射極隨耦器接妥圖 7-17 之電路圖 7-17 射極隨耦器儀器配置 193

基礎電子實習通上電源調整 VR 並使用三用電表完成下列直流電壓量測 V B 1V 2V 3V 4V 5V V E 3 共集極放大電路接妥圖 7-8 之電路, 並完成圖 7-18 的儀器配置通上電源圖 7-18 共集極放大電路儀器配置使用三用電表完成下列各點直流電壓量測測試點 V B V C V E

24 基礎電子實習通上電源調整 VR 並使用三用電表完成下列直流電壓量測 V B 1V 2V 3V 4V 5V V E 3 共集極放大電路接妥圖 7-8 之電路, 並完成圖 7-18 的儀器配置通上電源圖 7-18 共集極放大電路儀器配置使用三用電表完成下列各點直流電壓量測測試點 V B V C V E 實際測量電壓值理論計算值調整信號產生器, 使輸出為 1kHz,5Vp-p 之正弦波將信號產生器的輸出信號, 由 V i 輸入端接入使用雙軌跡示波器同時測量 V i (CH1) 與 V o (CH2), 調整信號產生器輸出振幅, 使 V o 輸出振幅最大且不失真 ( 波形不變形 ) 紀錄 V i 與 V o 波形, 計算電路增益 A v =V o p p /V i p p = 194

25 第 7 章 V i CH1 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p = V V o CH2 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p = V 4 共基極放大電路接妥圖 7-12 之電路, 並完成圖 7-19 的儀器配置通上電源使用三用電表完成下列各點直流電壓量測測試點 V B V C V E 實際測量電壓值理論計算值 195

26 基礎電子實習圖 7-19 共基極放大電路儀器配置調整信號產生器, 使輸出為 1kHz,100mVp-p 之正弦波將信號產生器的輸出信號, 由 V i 輸入端接入使用雙軌跡示波器同時測量 V i (CH1) 與 V o (CH2), 調整信號產生器輸出振幅, 使 V o 輸出振幅最大且不失真 ( 波形不變形 ) 紀錄 V i 與 V o 波形, 計算電路增益 A v =V o p p /V i p p = V i CH1 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p= V 196

27 第 7 章 V o CH2 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p = V 備註 : 本電路因 CB 放大電路 R i 很小, 所以串聯一個 R S 電阻器, 可避免波形失真 5 電晶體開關電路接妥圖 7-14 之電路, 並完成圖 7-20 的儀器配置圖 7-20 電晶體開關電路的儀器配置通上電源當 V i =0V 時 V o =, 當 V i =5V 時 V o = ( 可由電源供應器供應 +5V) 調整信號產生器, 使輸出為 10kHz, 零準位以上 5Vp-p 之方波 ( 可由邏輯準位端子輸出 ) 197

28 基礎電子實習將信號產生器的輸出信號, 由 V i 輸入端接入使用雙軌跡示波器同時測量 V i (CH1) 與 V o (CH2) 紀錄 V i 與 V o 波形, 並觀察 V i 與 V o 之間是否有延遲現象出現 V i CH1 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p = V V o CH2 交連電路置於 AC DC VOLT/DIV: TIME/DIV: T= s f= Hz V p p = V 6 延遲熄滅裝置接妥圖 7-21 之電路通上電源, 將開關切至 ON, 燈泡應亮起當開關 OFF 時, 觀察燈泡是否能延遲一段時間才熄滅 198

29 第 7 章圖 7-21 延遲熄滅裝置 7 電晶體電路應用實習請任課老師指定, 附錄中進階實習單元工作單為實習單元完成電路裝置, 並回答進階實習單元工作單中的問題問題與討論繪出 NPN 與 PNP 電晶體的結構與符號證明 =, = 1+ 1 試列出 CE CC CB 三種放大器的 Ri Ro Av Ai 之間的大小關係試述分析電晶體電路的步驟試繪圖說明信號在轉換之間可能發生的延遲狀況試述電晶體放大電路工作點位置對輸出信號的影響如圖所示, 請繪出其交流小信號電路繪出四種雙電晶體組成達令頓對的組合方式 199

30 基礎電子實習是非題 7-1 ( ) 共集極放大器, 具有低輸入阻抗與高輸出阻抗的特性, 所以常用來作為阻抗匹配電路 ( ) NPN 電晶體做線性放大器使用時, 其基射偏壓 (V BE ) 為順向, 集基偏壓 (V CB ) 為逆向 ( ) 電晶體放大器電路共有三種基本組態, 即共射極 (CE), 共集極 (CC) 與共基極 (CB) ( ) 共基極放大器其電流增益小於 1 ( ) 順向電流增益之定義為 I C 與 I B 之比, 其值遠大於 1 ( ) PNP 電晶體多數載子為電子, 少數載子為電洞 ( ) 利用電晶體做小信號的線性放大器, 電晶體必須工作在截止區 ( ) 電晶體的 V CE 電壓降至約 0.2V 時電晶體進入截止區 ( ) 達靈頓電路具有高的電流放大增益 ( ) NPN 電晶體 ON/OFF 交換速度比 PNP 電晶體快選擇題 ( ) 若電晶體的值是 99, 則其共基極之順向電流轉換率等於 (A)0.01 (B)9.9 (C)1.01 (D)0.99 ( ) 如下圖, 下列何者為真 (A)R 1 短路, 則 V C =12V (B)R 1 斷路, 則 V C =12V (C)R 1 斷路, 則 V C =0V (D)R 1 短路, 則 V C =0V 200

31 第 7 章 ( ) 如下圖電路其交流電壓增益約為 (A) 2 (B) 4 (C)+100 (D) 100 ( ) 在電晶體各組態中, 若 I B 為固定, 則電壓增益與電流增益乘積最高的是 (A) 共基極 (B) 共射極 (C) 共集極 (D) 共閘極 ( ) 電晶體共射極放大器, 加入射極電阻器而不加旁路電容器可 (A) 提高輸入阻抗 (B) 降低輸出阻抗 (C) 降低輸入阻抗 (D) 增加非線性失真 ( ) 電晶體的共基極短路電流增益與共射極短路電流兩者之間的關係為 : (A) = 1+ (B) = 1+ (C) = (D) = 1 1 ( ) 如下圖所示之電路, 其輸入與輸出相位 (A) 相差 180 (B) 相同 (C) 相差 90 (D) 接近於 0 201

32 基礎電子實習 ( ) 共集極電路結構是 (A) (B) (C) (D) ( ) 在電晶體參數中其 h 11 = V 1 I 1 V 2 =0 其 h 11 代表意義為 (A) 輸入阻抗 (B) 輸出導納 (C) 逆向電壓轉換比 (D) 順向電流轉換比 ( ) 在共射極電路中, 其電晶體的值相當於那一參數 (A)hie (B)hfe (C)hre (D)hoe ( ) 當電晶體 =100, 若輸入電流 Ib=10 A,Ic=800 A 時, 此電晶體工作於 (A) 截止區 (B) 飽和區 (C) 線性工作區 (D) 空乏區 ( ) 一個理想的電壓放大器, 其輸入阻抗 Ri 與輸出阻抗 Ro 應分別為 (A), (B)0, (C),0 (D)0,0 ( ) 電晶體小信號放大, 其主要要求為 (A) 線性放大 (B) 功率放大 (C) 頻率響應好 (D) 電流增益大 ( ) 如下圖所示,A 點與接地點間之輸入阻抗約等於 (A)R B (B)R B +R E (C)R B +R E (1+ ) (D)R B + R E 202 ( ) 共射極放大器輸入信號與輸出信號各位於何極之間 (A)B-C,C-E (B)B-E,C-B (C)B-E,C-E (D)C-B,C-E

33 第 7 章 ( ) 電晶體工作於 CE 放大時, 集極對射極電壓應 (A)NPN 及 PNP (B)NPN 為正,PNP 為負 (C)NPN 及 PNP 為負 (D)NPN 為負, PNP 為正 ( ) 電晶體截止時 V CE 電壓等於 (A)0V (B)0.2V (C)0.8V (D)V CC ( ) 若將共源級放大器之源極旁路電容器移走時 (A) 電壓增益降低 (B) 電壓增益增加 (C) 互導降低 (D) 互導增加 ( ) 下列何者不是達靈頓電路之特點 (A) 高電壓增益 (B) 高電流增益 (C) 高輸入阻抗 (D) 低輸出阻抗 ( ) 放大器, 其工作點在截止區者為 (A) 甲乙類放大 (B) 乙類放大 (C) 甲類放大 (D) 丙類放大 203

34 204 基礎電子實習

Q expert-完成出卷

Q expert-完成出卷 1. ( ) 下列敘述何者錯誤? 104-1 高二電子學 H5 電晶體直流偏壓電路 (A) 電晶體的工作點又稱為 Q 點 () 更換不同 β 值的電晶體, 會影響電路的工作點 () 電晶體欲用在線性放大電路時, 須工作於飽和區 (D) 線性放大器常用來做小信號放大 2. ( A ) 電晶體當放大器使用時, 須工作於 (A) 作用區 () 飽和區 () 截止區 (D) 以上皆非 3. ( ) 電晶體當放大器使用時,